Le trajet de l’eau

Suivez les détectives des écoles Castanet et René Char, dans leur enquête réalisée au centre de traitement des eaux usées de Saint-Gilles, pour découvrir et comprendre le cheminement de l’eau, de sa source à notre robinet...

De la source au robinet

En France, l’eau du robinet provient à 60% des nappes phréatiques (eaux souterraines) et à 40% des rivières, des lacs et des fleuves (eaux de surface). Mais essayons d’imaginer le parcours de notre eau, depuis sa source jusqu’à notre robinet ! C’est un voyage long et complexe, qui nécessite de nombreux contrôles. Au départ, l’eau est pompée, pour être acheminée vers des usines de traitement. L’eau subit plusieurs processus de purification. De nombreux traitements sont nécessaires pour qu’elle devienne potable. Elle est ensuite acheminée vers les châteaux d’eau des communes, au moyen d’aqueducs. Elle y est stockée avant d’être enfin dirigée dans un réseau de canalisations pour arriver chez l’usager. L’eau, qui arrive dans nos foyers, doit non seulement être potable mais également adaptée à une consommation régulière sans risques pour notre santé.

Le traitement des eaux usées

Après son utilisation, l’eau est évacuée par un réseau de canalisations vers une station de traitement des eaux usées.
Avant d’être rejetée dans un cours d’eau, elle va y subir de nombreux traitements afin de la rendre plus propre.
On distingue trois procédés : le prétraitement, le traitement primaire et le traitement biologique.

Le prétraitement

Les 3 étapes du prétraitement des eaux usées sont :

  • le dégrillage : les eaux passent à travers des grilles de plus en plus fines.

  • le dessablage, le déshuilage : les sables sont récupérés par décantation et de fines bulles permettent de faire remonter l’huile à la surface.

  • la désodorisation : l’air est aspiré, un traitement chimique permet de supprimer les mauvaises odeurs.

 

Le traitement primaire

L’objectif du traitement primaire est de séparer par décantation environ la moitié de matières solides en suspension.
On réalise cette décantation dans plusieurs bassins.
La décantation permet aux particules qui vont former des boues de descendre dans le fond des bassins.
L’eau qui ressort de cette décantation primaire est déjà moins chargée en matière solide.

Le traitement biologique

Le traitement biologique consiste à développer des bactéries dans les bassins d’aération.
Elles vont absorber la pollution. En revanche elles peuvent être détruites par les produits toxiques rejetés dans les eaux usées.

Auteurs : Noham A. / Imran M. / Davit K. (Ecole Castanet)

Schéma d'une station de traitement des eaux usées.
Schéma d'une station de traitement des eaux usées.
Des résidus issus du dégrillage.
Des résidus issus du dégrillage.

La station d’épuration

Une station de traitement des eaux usées (STEU) est construite sur la commune de Saint-Gilles. Sa capacité est de 24 000 UE (Unité de mesure permettant d’évaluer la capacité d’une station d’épuration). Cette unité de mesure se base sur la quantité de pollution émise par personne et par jour.
Les eaux des égouts arrivent parfois à près de 10 mètres sous terre. Il faut les ramener au niveau du sol et les relever à l’aide d’une pompe ou d’une vis d’Archimède. Puis l’eau passe à travers une grille qui retient les éléments les plus gros : c’est le dégrillage.
L’eau s’écoule ensuite dans un ensemble de bacs appelés dessableur-déshuileur.
L’eau reste encore deux heures dans un grand bassin rond : le décanteur primaire.
Il ne reste encore dans l’eau qu’une sorte de pollution : les matières dites dissoutes qui ne peuvent être éliminées que par des micro-organismes qui se nourrissent de la pollution.

 

Fonctionnement d’une station d’épuration

Les eaux sales sont acheminées jusqu’à la station d’épuration.

Les traitements mécaniques : Le dégrillage : papiers, cheveux… ces déchets sont attrapés dans un grillage et ensuite mis dans une benne. Ils seront brûlés.
Le dessablage et le dégraissage : les eaux sales vont dans un premier bassin appelé dessableur où les matières comme le sable et le gravier tombent au fond du bassin. Les graisses, elles, remontent à la surface grâce à des bulles. Ensuite, elles sont raclées hors du bassin.

Le traitement : On utilise des bactéries pour manger les saletés encore présentes, puis elles vont les transformer en boues. Ces boues seront enlevées et utilisées comme engrais ou incinérées. Ensuite, l’eau est claire mais pas potable, elle sera rejetée dans des petits bassins puis rejoindra un cours d’eau.

Auteurs : Adam T / Kaïs C / Sami C / Lina C (Ecole R.Char)

Les eaux traitées à Saint-Gilles

A Saint-Gilles, les eaux sales sont envoyées à la station d’épuration. L’eau y est envoyée dans des tuyaux pour la nettoyer. Les bactéries mangent la pollution. On stocke l’eau usée et on élimine les bactéries. Les huiles sont collectées. Du biogaz est produit et sera redistribué.

Auteurs : Anas A / Adrien S / Rayane M (Ecole René Char)

Sortie à la station d’épuration de Saint-Gilles

A la station d’épuration, on traite l’eau sale, qui vient dans l’usine par un tuyau. Puis, le traitement est fait pour que les gens boivent de l’eau potable. Ce traitement enlève les saletés, qui deviennent des boues. Des bactéries aident à nettoyer l’eau… A la fin, l’eau est rejetée dans des petits bassins derrière l’usine et ensuite dans le petit canal du Rhône.

Auteurs : Lotfi B / Naïla B / Firdaws B / Sidney G (Ecole René Char)

L'installation qui permet la purification de l'air.
L'installation qui permet la purification de l'air.
Le gestionnaire du site présente le processus de traitement de l'eau.
Le gestionnaire du site présente le processus de traitement de l'eau.
Les élèves de l'école Castanet s'équipent pour la visite.
Les élèves de l'école Castanet s'équipent pour la visite.

Le château d’eau

Où va l’eau du château d’eau ?

Cette eau vient d’abord d’un forage, qui puise l’eau du sol et ensuite la ramène par des tuyaux souterrains jusqu’au château d’eau.
L’eau des châteaux d’eau distribuent l’eau dans les maisons (pour la douche, les toilettes, les machines à laver, la cuisine…).
Ceci s’appelle l’usage domestique, on peut aussi utiliser cette eau pour l’usage industriel (pour les usines, les pompiers…) et pour l’usage agricole (pour l’arrosage des champs, le bétail…).

Auteurs : Kays U / Adam M / Ayman O.B (Ecole René Char)

Un château d’eau : comment ça marche ?

Grâce à l’action de plusieurs pompes, l’eau est prélevée puis traitée et envoyée à travers des conduits, vers un château d’eau. Cette construction est destinée à stocker l’eau potable, dans une immense cuve située tout en haut, avant d’être réexpédiée dans le réseau public.

L’expression «château d’eau» apparaît dans la langue française en 1704 avec le «castellum», le nom latin de château, hérité des Romains.
Le castellum était alors un réservoir alimenté par un aqueduc et situé soit au niveau du sol, soit légèrement surélève par rapport à lui.
La façade du castellum, qui donnait du côté de la ville, était alors ornée de décorations et de sculptures, ressemblant à une vraie œuvre d’art.

Les châteaux d’eau sont principalement des tours en béton, qui assurent plusieurs rôles :
Ils accumulent et stockent une grande quantité d’eau potable.
Ils servent aussi de réserve tampon, très utile lorsque la consommation est inférieure à la production.
Ils permettent enfin de faire face aux grandes demandes d’eau en cas d’incendie.

Auteurs : Lina C / Vince D / Lucas G / Ismail B (Ecole René Char)

Le fonctionnement d’un château d’eau

Un château d’eau est une construction destinée à stocker l’eau potable. Il est placé en général sur un sommet géographique pour permettre une distribution sous pression.
La réserve d’eau joue un rôle de tampon entre le débit demandé par les abonnés et le débit fourni par la station de pompage.
Il permet ainsi d’éviter de démarrer trop souvent les pompes et de les protéger. Une telle réserve permet également de faire face aux demandes exceptionnelles en cas d’incendie et de manque d’eau.
L’eau est acheminée du point d’eau au réservoir.
Si l’altitude du point d’eau est inférieure à l’altitude du réservoir, on utilise des pompes pour élever l’eau jusqu’à ce dernier.
L’eau est ensuite envoyée dans un réseau gravitaire qui va assurer son acheminement vers l’ensemble des habitations.
La pression de l’eau qui est fournie au robinet des habitants est proportionnelle au dénivelé qui existe entre le niveau d’eau dans le château d’eau et l’habitation : 10 m de dénivelé équivalent à 1 bar de pression au robinet, 20 m à 2 bars de pression…
Les plus grands châteaux d’eau peuvent contenir plusieurs dizaines de milliers de m³ d’eau.

Auteurs : Lotfi B / Naïla B / Firdaws B / Sidney G (Ecole René Char)

Les réservoirs d’eau à Nîmes

Les réservoirs d’eau permettent le stockage des eaux pour de nombreuses applications : agricoles (agriculture et élevage), industrielles (la fabrication de produits chimiques), domestiques (eau potable). Dans un circuit de distribution d’eau, le réservoir d’eau est utilisé pour agrandir en permanence la disponibilité d’eau dans tout le circuit de distribution, mais aussi pour assurer la mise sous pression de ce circuit. Un château d’eau est un réservoir d’eau potable.

Auteurs : Anas A / Sami C / Kaïs C / Rayane M (Ecole René Char)

Un château d'eau sur le Canal du Bas-Rhône.
Un château d'eau sur le Canal du Bas-Rhône.

Les usages de l’eau domestique

Dans le monde, la répartition de l’usage de l’eau douce est : 70 % d’usage agricole, 20 % d’usage industriel et 10 % d’usage domestique.

En France, on utilise l’eau potable selon la répartition suivante : 39 % pour l’hygiène, 20 % pour les toilettes, 12 % pour la lessive, 10 % pour la vaisselle, 6 % pour la préparation de la nourriture, 6 % pour le lavage de voiture et l’arrosage, 6 % pour les usages domestiques divers et pour finir 1 % pour la boisson.

Un lave vaisselle ne consomme que 13 à 21 litres d’eau. Un bain consomme beaucoup d’eau, de 150 à 200 litres. Une lessive utilise entre 80 et 120 litres.

En France, en moyenne, on utilise 157 litres par jour et par personne, ce qui représente 53 m³ par personne et par an. Sur Nîmes et son agglomération, on compte 255 000 personnes abonnées au service de l’eau potable. Pour une année, la consommation d’eau s’élève à 15 millions de m³.

Auteurs : Théa M / Luwam H.B / Ema B (Ecole Castanet)

L'eau arrive sous pression au robinet.
L'eau arrive sous pression au robinet.
Ne reste pas trop longtemps sous la douche !
Ne reste pas trop longtemps sous la douche !

Le réseau de distribution

Un réseau de distribution sert à alimenter en eau les particuliers, les entreprises, les usines, les pompiers, les piscines, les fontaines, etc.

Le réseau de distribution d’eau potable est un circuit fait de multiples ramifications. Il conduit l’eau le plus souvent de l’usine de production d’eau potable jusqu’à un réservoir d’eau (un château d’eau par exemple), puis de ce dernier, jusqu’à nos robinets.

Le réseau de distribution d’eau potable a commencé à se développer en France vers la fin du XIXème siècle pour desservir les grandes villes. Il faut attendre les années 1960-1980 pour qu’il desserve les habitations en milieu rural.

Les matériaux utilisés pour la construction des canalisations sont nombreux. 88% du réseau français est constitué de canalisations en fonte ou en PVC. La fonte représente 41% du réseau et le PVC en représente 47%. Le reste est composé d’amiante-ciment (4%), d’acier (3%), et les 5% restants sont des matériaux divers. Le réseau français est constitué en tout de 875 000 km de canalisations. A Nîmes, le réseau s’étend sur 1729 km.

Auteurs : Eléa C / Valentin O.D / Mohamed E.K (Ecole Castanet)

Travaux de remplacement des canalisations.
Travaux de remplacement des canalisations.

Le traitement de l’eau potable

Après avoir été captée, l’eau n’est pas toujours assez propre pour être consommée.
Il est souvent nécessaire de la traiter et de la désinfecter pour la rendre potable.
L’eau va donc subir de nombreux procédés physiques et chimiques au sein de la station de traitement.

Le traitement et la désinfection

Voici les 3 phases du traitement de l’eau potable :
Le dégrillage-tamisage permet d’éliminer les gros éléments solides présents dans l’eau.
La décantation et la clarification permettent de rendre l’eau limpide en la débarrassant des matières en suspension qu’elle contient.
La filtration sur lit de sable achève de clarifier l’eau en éliminant les derniers flocons.
Après le traitement, l’eau doit encore être désinfectée. Il existe plusieurs méthodes de désinfection de l’eau, comme la chloration, l’ozonation et la stérilisation aux rayons ultra-violets.

Les étapes

Après avoir été prélevée l’eau passe par :
1) le dégrillage-tamisage (procédé physique)
2) la floculation et la décantation (procédé physique)
3) la filtration (procédé physique)
4) l’ozonation (procédé chimique)
5) la filtration sur charbon actif (procédé physique)
6) la chloration (procédé chimique)

Une fois l’eau traitée, elle est envoyée dans un château d’eau pour être stockée sous pression avant son utilisation.

Auteurs : Giulia G / Pauline R / Delphine B (Ecole Castanet)

Schéma d'une station de traitement de l'eau potable.
Schéma d'une station de traitement de l'eau potable.

Le cycle de l’eau potable

Voici le parcours de l’eau domestique du captage à la distribution :

Le captage en surface :
L’eau est puisée dans une source naturelle (rivières, lacs, fleuves…) ou par forage (l’eau est extraite des nappes souterraines).

Le traitement :
L’eau prélevée n’est pas toujours bonne. Selon son niveau de pollution, elle doit subir des traitements qui la rendront propre et buvable.

Le stockage :
L’eau traitée va dans des châteaux d’eau ou des réservoirs.

La distribution :
L’eau potable va dans les maisons grâce à des tuyaux souterrains.

Auteurs : Mohamed K / Adam A / Redouane B (René Char)

Avant d’arriver au robinet, l’eau effectue un long chemin :

Le captage :
Le captage est le fait de puiser l’eau dans des rivières, des barrages, des lacs ou des eaux souterraines. Le captage permet de faire remonter l’eau à la surface.

Le traitement :
C’est ici qu’on aère l’eau pour la rendre potable. Sinon elle est traitée.

Le stockage :
L’eau est analysée et si c’est bon, elle va au château d’eau pour être stockée.

La distribution :
L’eau part des châteaux d’eau ou des réservoirs vers les maisons grâce à des tuyaux.

Auteurs : Tesnim G / Yasmine B / Noémie C (René Char)

Captage de l'eau par une méthode ancestrale.
Captage de l'eau par une méthode ancestrale.

Le captage de l’eau

Le captage de l’eau

Le captage de l’eau est indispensable pour la distribution et la consommation de l’eau potable.

Comment capte-t-on les eaux en sous-sol ? Eaux souterraines et eaux de surface, quelle est la différence pour le captage d’eau ?

L’eau en sous-sol provient souvent des nappes phréatiques. L’eau près de la surface est de moins bonne qualité, plus accessible aux pollutions que l’eau des nappes profondes.
Actuellement en France, 62% de l’eau potable provient d’eaux souterraines et 38% provient d’eaux de surface.

Il existe notamment trois types d’ouvrages pour le captage des eaux souterraines : les puits, les forages et les sources. L’eau des sources, en surface, s’écoule et traverse des fissures dans les roches et s’infiltre ensuite vers la nappe. Les puits et les forages sont des captages verticaux. Les puits sont moins profonds que les forages. Les forages sont d’une plus grande profondeur et permettent de remonter beaucoup d’eau à la surface à l’aide de pompes.

Auteurs : Yasmine B / Ilhem A / Tesnim G / Noémie C (Ecole René Char)

Des réservoirs naturels d’eaux souterraines

Les nappes phréatiques sont des réservoirs d’eaux souterraines stockés à faible profondeur dans les couches du sol. Il existe des nappes souterraines profondes de plusieurs centaines de mètres, mais les nappes phréatiques sont des nappes plus proches de la surface. Les nappes constituent la principale source d’eau potable : 62% de l’eau potable provient des nappes souterraines et 38% provient des eaux de surface (torrents, rivières, lacs…).
Ces eaux sont puisées par captage puis traitées dans des unités de traitement afin de produire de l’eau potable pour la consommation humaine. L’eau des nappes provient des pluies qui tombent sur le sol. Une partie de ces eaux de pluie s’infiltre à l’intérieur du sol à travers les fissures des roches. Puis, l’eau s’écoule plus en profondeur pour former une nappe. Du fait de sa faible profondeur la nappe phréatique est davantage exposée à la pollution.

Auteurs : Kays U / Adam M / Ayman O (Ecole René Char)

La nappe d’eau souterraine

Une nappe d’eau souterraine est une grande quantité d’eau présente dans une roche sous terre. Il existe différentes sortes de nappes d’eaux souterraines, certaines sont très étendues et d’autres sont très petites.
Elles peuvent aussi être proches de la surface ou très profondes. Les eaux de nappes souterraines viennent des eaux de pluie qui se sont infiltrées. Les eaux peuvent aussi s’écouler naturellement des sources. Cette circulation fait partie du cycle de l’eau. On peut récupérer l’eau des nappes par des forages. Ce sont des ressources d’eau intéressantes et très importantes car elles sont filtrées par les roches et ressortent propres et de bonne qualité.

Auteurs : Redouane B / Mohamed K / Anes M / Adam A / Adem T (Ecole René Char)

Le forage dans la nappe phréatique.
Le forage dans la nappe phréatique.
Nappe captive (en bas) et nappe libre (en haut).
Nappe captive (en bas) et nappe libre (en haut).